1.什么是排列?
排列的任务是确定个不同的元素的排序的可能性。从下边的示意图可看出,3个不同颜色的彩球一共有6种不同的排列方式,因此有如下定理:“个不同的元素可以有种不同的排列方式,即的阶乘。”因此上面的例子的算法是3 ! = 6。
为什么是3的阶乘呢?因为第一个位置有3种颜色可选,除去第一个位置,第二个位置就只有2种颜色可选了,确定好第一位置和第二个位置,第三个位置自动就确定下来了,故一共有3*2*1种可能就是3的阶乘,6种可能。
2.计算机中的C++实现
这个其实是一个蛮难的问题,最普遍的是用递归实现,不过递归效率比较低。
// Perm.cpp : Defines the entry point for the console application. // #include "stdafx.h" #include <iostream> using namespace std; template <class T> inline void Swap(T& a, T& b) {// 交换a和b T temp = a; a = b; b = temp; } template<class T> void Perm(T list[], int k, int m) { //生成list [k:m ]的所有排列方式 int i; if (k == m) {//输出一个排列方式 for (i = 0; i <= m; i++) cout << list [i]; cout << endl; } else // 每次交换产生一个新排列 for (i=k; i <= m; i++) { Swap (list[k], list[i]); Perm (list, k+1, m); Swap (list[k], list[i]); } } int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) { int a[3] = {1, 2, 3}; Perm(a,0,2); system("pause"); return 0; }
结果如下:
老实说,这样写是能出结果,但是可能是我脑子不好使,竟然看不懂,递归的代码特别不容易看懂。后面很努力地看了下,解释如下:
数学中我们知道求1,2,3的排列,第一个位置有3中可能,即1,2,或者3。给人的感觉是物理的感觉,从1,2,3中,每次取一个。这样在计算机中很难表达,在计算机中,有个简便的处理手段,就是交换,跟自己包括后面所有的数交换一次就行了,即得到
1,2,3; // 1 跟 1交换
2,1,3; // 1 跟 2 交换 (又是从1,2,3开始,所以每次交换完都要交换回去,复原)
3,2,1 ;// 1 跟 3 交换
(又是从1,2,3开始,所以每次交换完都要交换回去,复原)
上面的代码又有这样的意思:总共的可能又变成 1 + (2, 3)的排列,2 + (1, 3)的排列, 3 + (2, 1)的排列。 那如何求 2,3的排列呢? 又是交换,2跟2交换,2跟3交换。 1,3 和 2,1是同样道理。
这样一共是3 * 2 共 6 种可能。